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2021九年级物理全册 第18章 电功率阶段类型专训 电功、电功率的计算习题课件(新版)新人教版.ppt

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资源描述

1、阶段类型专训专训电功、电功率的计算12习题链接提示:点击进入习题12312答案呈现类型1类型2类型3类型43412341【2019宁夏】小明家中的电热水壶坏了,他在网上查到两种外形基本相同的电热水壶的铭牌如表所示。类型1(1)用品牌2的电热水壶烧开一壶水用时6 min,则电热水壶消耗了多少电能?解:用品牌2的电热水壶烧开一壶水消耗的电能WPt2 000 W660 s7.2105 J。类型1(2)小明认为“品牌1”这款电热水壶功率小,更省电。从节能的角度考虑,你认为他的这种想法合理吗?为什么?解:小明的想法不合理。因为用电热水壶烧开同样一壶水,水吸收的热量相同,根据公式QWUItPt可知,电热水

2、壶的功率越大,水达到沸腾的时间越短,散失掉的热量越少,消耗的电能越少,越省电。类型12【2019泸州】小明家电热水器铭牌标识为“220 V1 000 W”。由于使用了多年,该电热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化,为准确测量氧化电热丝的实际电阻值,小明在家中把该电热水器单独接入220 V的家庭电路中工作5 min,发现电能表指示灯闪烁了242次,电能表规格如图所示。问:类型1(1)小明测得该电热水器的实际电功率是多少?解:电能表指示灯闪烁了 242 次消耗的电能W 2423 000 kWh 2423 0003.6106 J2.904105 J,该电热水器的实际电功率 P 实Wt 2.9

3、04105 J560 s968 W。类型1(2)该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是多少?解:该电热水器氧化电热丝的实际电阻值R 实U2P实(220 V)2968 W 50。类型1(3)为恢复该电热水器的铭牌功率,可与氧化电热丝并联一段新的电热丝,则并联的这段电热丝的电阻值为多少?解:电热水器铭牌标识的功率对应的电阻 RU2P(220 V)21 000 W48.4,为恢复该电热水器的铭牌功率,可与氧化电热丝并联一段新的电热丝 R,则有1R 1R实 1R,即148.4 150 1R,解得:R1 512.5。类型11【2018大庆】在中学生创新大赛中,大庆市某初中参赛小组设计了一种测定风力的装置(如

4、图甲),迎风板与压敏电阻Rx连接,工作时迎风板总是正对风吹来的方向。压敏电阻的阻值随风力变化而变化,其阻值Rx与风力F的关系如图乙所示。已知电源电压恒为5 V,定值电阻R3。类型2(1)开关闭合后,风力增加时,电压表的示数是增大还是减小?(不用说明理由)解:增大。类型2(2)求无风时,压敏电阻的功率?解:由图象可知,当无风时,电阻 Rx7,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的电流 IURRx5 V3 7 0.5 A,压敏电阻 Rx 消耗的电功率PxI2Rx(0.5 A)27 1.75 W。类型2(3)如果电压表的量程为03 V,求该装置所能测量的最大风力?解:由图象可知Rx与F图线

5、为一次函数,RxaFb,当F0时,Rx7,所以7 a0b,可得:b7;当F600 N时,Rx1,所以1 a600 N7,可得:a0.01/N,则:Rx0.01/NF7,当所测风力最大时,Rx的阻值最小,电路中电流最大,则电压表的示数最大,即UR3 V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以Rx两端的电压UxUUR5 V3 V2 V,类型2因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流IURR 3 V3 1 A,则压敏电阻的阻值 RxUxI 2 V1 A2,所以 2 0.01/NF7,解得 F500 N。类型22【2018盐城】在综合实践活动中,小明设计了一种电热饮水机电路,如图甲所示。R1和R

6、2均为电热丝,S2是自动控制开关,可实现“低挡”“高挡”之间的转换。饮水机工作时功率随时间变化的关系图象如图乙所示。求:类型2(1)30 min内电路消耗的总电能。解:由图乙可知,饮水机前10 min处于“高挡”,功率为660 W;后20 min处于“低挡”,功率为220 W,则30 min 内电路消耗的电能WW1W2P1t1P2t2660 W600 s220 W1 200 s6.6105 J。类型2(2)饮水机工作时,通过电阻R1的电流。解:当 S1 闭合,S2 断开时,饮水机处于“低挡”,即只有 R1 接入电路,所以 R1U2P2(220 V)2220 W 220,故饮水机工作时,通过 R

7、1 的电流 I1UR1220 V220 1 A。类型2(3)电阻R2的阻值。解:当 S1、S2 都闭合时,饮水机处于“高挡”,则 R2 的功率 PP1P2660 W220 W440 W,R2 的阻值 R2U2P(220 V)2440 W 110。类型23【2019成都】在如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变。R1、R2为定值电阻,已知电灯L的伏安特性曲线(即电流随两端电压的变化图象)如图乙所示。当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为0.26 A;当开关S2、S3闭合,S1断开时,电流表的示数为1.25 A;当开关S3闭合,S1、S2断开时,电流表的示数为0.2 A。求:类型2(1)当

8、开关S1、S3闭合,S2断开,5 min内电路消耗的电能是多少?解:当开关S1、S3闭合,S2断开时,R1和R2被短路,电路为灯泡L的简单电路,电流I10.26 A,由图乙知电源电压U5 V,消耗的电能WUIt5 V0.26 A300 s390 J。类型2(2)当开关S3闭合,S1、S2断开,R2消耗的电功率是多大?解:当开关 S2、S3 闭合,S1 断开时,电路为 R1 的简单电路,电阻 R1UI2 5 V1.25 A4,当开关 S3 闭合,S1、S2断开时,R1、R2 和灯泡 L 串联,此时 I30.2 A,由图象可知,此时灯泡两端电压 UL3 V,R1 两端电压 U1I3R10.2 A4

9、 0.8 V,R2 两端电压 U2UULU15 V3 V0.8 V1.2 V,R2 消耗的电功率 P2U2I31.2 V0.2 A0.24 W。类型21【2019昆明】如图所示电路,电源电压保持不变,滑动变阻器R的最大阻值为30,小灯泡L上标有“2.5 W”字样(忽略温度对灯泡电阻的影响)。类型3(1)滑片移至最右端,闭合开关后,电流表的示数为0.3 A,小灯泡的功率为0.9 W,求电源电压。解:滑片移至最右端,闭合开关后,滑动变阻器两端的电压 UIR0.3 A30 9 V,灯泡两端的电压 ULPLI 0.9 W0.3 A 3 V,则电源电压 UUUL9 V3 V12 V。类型3(2)将滑片移

10、至某一位置时,电压表的示数为7 V,此时小灯泡正常发光,求小灯泡正常发光时的电流和电路的总功率。解:将滑片移至某一位置时,此时小灯泡正常发光,灯泡的额定电压 U 额UU12 V7 V5 V,灯泡正常发光时的电流 ILP额U额2.5 W5 V 0.5 A,电路的总功率 P 总UIL12 V0.5 A6 W。类型32【2019贵阳】如图所示电路,电源电压恒为8 V,小灯泡标有“6 V 3 W”字样。若不考虑温度对灯泡电阻的影响,闭合开关S,求:(1)小灯泡的额定电流。解:灯泡的额定电流ILPU3 W6 V0.5 A。类型3(2)小灯泡正常发光时,滑动变阻器R接入电路的阻值。解:灯泡正常工作时电路中

11、的电流 IIL0.5 A,滑动变阻器两端的电压 UU 总U8 V6 V2 V,滑动变阻器接入电路的电阻 RUI 2 V0.5 A4。类型3(3)移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为3 V时,小灯泡的实际功率。解:灯泡的电阻 RLUIL 6 V0.5 A12,当电压表示数为 3 V 时,灯泡的实际功率P 实U2RL(3 V)212 0.75 W。类型33【2019邵阳】如图甲所示的电路中,电源电压不变,L是标有“6 V 3 W”的电灯,当S1和S3闭合、S2断开时,灯L正常发光,电流表的示数如图乙所示。求:类型3(1)电源电压。解:当S1和S3闭合、S2断开时,灯L与电阻R并联,且灯L正常发光,

12、电源电压UUL6 V。类型3(2)定值电阻R的阻值。解:当 S1 和 S3 闭合、S2 断开时,灯 L 与电阻 R 并联,通过灯的电流 ILPLUL3 W6 V0.5 A,由图乙可知,电流表的量程为 03 A,分度值为 0.1 A,干路电流 I1 A,通过定值电阻 R 的电流 IRIIL1 A0.5 A0.5 A,定值电阻 R 的阻值 RUIR 6 V0.5 A12。类型3(3)S1和S3断开、S2闭合时,灯L的实际功率。(不考虑温度对电阻的影响)解:灯的电阻 RLUL2PL(6 V)23 12,当 S1 和 S3 断开、S2 闭合时,灯 L 与定值电阻 R 串联,电路中的电流 IUR6 V1

13、2 12 0.25 A,灯 L 的实际功率 PLI2RL(0.25 A)212 0.75 W。类型34【2019宜宾】如图所示的电路中,已知电源电压保持不变,小灯泡L的规格为“6 V 3 W”,滑动变阻器的最大阻值为30,R0为定值电阻。类型3(1)小灯泡L正常发光时的电流为多少?解:小灯泡正常发光时的电流 ILPLUL3 W6 V0.5 A。类型3(2)只闭合开关S1和S2,将变阻器滑片从最左端a向右滑动,当变阻器接入电路的阻值为4 时,小灯泡L恰好正常发光,则电源电压是多少?解:闭合开关S1和S2时,小灯泡L和变阻器串联,此时滑动变阻器两端的电压URILR0.5 A4 2 V,电源电压U总

14、ULUR6 V2 V8 V。类型3(3)只闭合开关S1和S3,当滑片置于a时,电压表示数为6 V,电流表示数为0.2 A,此时滑动变阻器消耗的电功率为1.2 W,当滑片向右滑动到另外某个位置时,变阻器消耗的电功率仍然为1.2 W,试求在这个位置时电流表的示数。解:只闭合开关 S1 和 S3,定值电阻 R0 和变阻器串联,定值电阻两端的电压 U0U 总U 滑8 V6 V2 V,定值电阻的阻值 R0U0I0 2 V0.2 A10,类型3当滑片滑到另外某个位置时,设此时电流表的示数为I,电压表的示数为U滑,由题意知,P滑U滑I1.2 W,又U总U滑IR0,即8 VU滑10 I,联立两式可得1.2 W

15、(8 V10 I)I,即10 I28 VI1.2 W0,解方程得I10.2 A或I20.6 A,故在这个位置时电流表的示数II20.6 A。类型31【2019潜江】如图所示,R110,R220,R3的最大阻值为50。当S1闭合,S2断开,滑片移到最左端时,电压表的示数为2 V。求:类型4(1)电源电压。类型4解:当 S1 闭合,S2 断开,滑片移到最左端时,R1 与 R2 串联,电源电压 UIR 串I(R1R2)2 V10(10 20)6 V。(2)通电10 s内R2消耗的电能。类型4解:通电 10 s 内,R2 所消耗的电能 W2U2It(UU1)It(6 V2 V)2 V10 10 s8

16、J。(3)现同时闭合S1、S2,求电路的最小功率。类型4解:同时闭合 S1、S2,R1 与 R3 串联接入电路,当 R3接入电路的电阻最大时,电路消耗的总功率最小,为P 小U2R大(6 V)210 50 0.6 W。2【2019菏泽】如图所示,将标有“2.5 V 0.625 W”字样的小灯泡接入电源电压为4.5 V(电压保持不变)电路中,为调节灯泡亮度,在电路中串联一个滑动变阻器,两个电压表的量程都是03 V。类型4(1)移动滑动变阻器滑片,使小灯泡正常发光,灯泡正常发光时的电阻是多大?类型4解:灯泡正常发光时的电阻 RLUL2PL (2.5 V)20.625 W10。(2)在小灯泡正常发光的

17、情况下,通电5 min,滑动变阻器消耗的电能是多少?类型4解:电路中的电流 IILULRL2.5 V10 0.25 A,滑动变阻器两端的电压 URUUL4.5 V2.5 V2 V,通电 5 min,滑动变阻器消耗的电能 WRURIt2 V0.25 A560 s150 J。(3)为保证两个电压表两端的电压不超过3 V,小灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下,滑动变阻器允许的取值范围是多少?(假定灯丝电阻保持不变)类型4解:为保证两个电压表两端的电压不超过 3 V,小灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下,当灯泡正常发光时,电路中的电流最大,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,则 R 小URI 2 V0

18、.25 A8,类型4当电压表 V2 的示数 UR 大3 V 时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时灯泡两端的电压 UL 小UUR 大4.5 V3 V1.5 V,此时电路中的电流 IUL小RL UR大R大,即1.5 V10 3 VR大,解得:R 大20,则滑动变阻器允许的取值范围是 820。3【2018深圳】在深圳某科技节上,某同学自己动手制作了一个牛奶加热器,设计电路简图如图所示,已知滑动变阻器R0的最大阻值为100,用于加热的电阻丝R1的阻值为55。求闭合开关S后:类型4(1)电路中的最小电流(结果保留一位小数)。类型4解:当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中电流最小,此时滑片 P 处

19、于 b 端,电路的总电阻 R 总R0R1100 55 155,电路中的最小电流 Imin UR总220 V155 1.4 A。(2)电热丝的最大加热功率。类型4解:当滑动变阻器接入电路阻值最小时,电热丝的加热功率最大,此时滑片 P 处于 a 端,则最大加热功率 PmaxU2R1(220 V)255 880 W。4【2019潍坊】在如图所示的电路中,小灯泡R1标有“4 V 1.6 W”字样,定值电阻R220,滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1 A,电流表A1的量程为00.6 A,电流表A2的量程为03 A,电压表的量程为03 V,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。只闭合开关S2时,电压表的示数

20、为2 V;将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,此时电流表A2示数为0.5 A。求:类型4(1)电源电压。类型4解:灯泡的电阻 R1U1额2P1额(4 V)21.6 W10,只闭合开关 S2 时,电路中的电流 IU1R1 2 V10 0.2 A,电源的电压 UI(R1R2)0.2 A(10 20)6 V。(2)滑动变阻器R3的最大阻值。类型4解:将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,电阻 R2 与 R3 的最大阻值并联,电流表 A2 测干路电流,此时电路的总电阻 RUI 6 V0.5 A12,有1R 1R2 1R3,即 112 120 1R3,解得:R330。(3)只闭合开关S3,在电路安全的情况下,小灯泡电功率的变化范围。类型4解:只闭合开关 S3 时,灯泡 R1 与滑动变阻器 R3 串联,电流表 A1 测电路中的电流,电压表测 R1 两端的电压,当电压表的示数 U13 V 时,灯泡两端的电压最大,其实际功率最大,最大功率 P1 大U12R1(3 V)210 0.9 W,类型4当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,R1 的功率最小,此时电路中的电流 I小UR1R36 V10 30 0.15 A,灯泡的最小功率 P1 小I 小2R1(0.15 A)210 0.225 W,小灯泡电功率的变化范围为 0.2250.9 W。

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